【摘 要】
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细菌与噬菌体的协同进化是一种长久的、动态的、互相适应的过程,在这个过程中,细菌与噬菌体形成了复杂的攻防机制,对于维持宿主和噬菌体遗传多样性具有重要作用,是产生新基因的驱动力之一。本研究以协同进化第21-40个周期的荧光假单胞菌W-6及其长尾噬菌体VW6S为研究材料,分析不同时期W-6与VW6S的重测序数据,解析噬菌体侵入时W-6宿主菌RNA转录本测序结果,比较不同时期宿主部分基因表达变化量与噬菌体
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细菌与噬菌体的协同进化是一种长久的、动态的、互相适应的过程,在这个过程中,细菌与噬菌体形成了复杂的攻防机制,对于维持宿主和噬菌体遗传多样性具有重要作用,是产生新基因的驱动力之一。本研究以协同进化第21-40个周期的荧光假单胞菌W-6及其长尾噬菌体VW6S为研究材料,分析不同时期W-6与VW6S的重测序数据,解析噬菌体侵入时W-6宿主菌RNA转录本测序结果,比较不同时期宿主部分基因表达变化量与噬菌体病毒滴度,揭示宿主W-6-噬菌体VW6S的攻防机制。宿主菌W-6和噬菌体VW6S全基因组分析:宿主含有2段CRISPR,只有一段位于ORF中,编码核酸酶（W-6＿5259）。宿主含有两段前噬菌体,一段序列长41,297 bp,与VW6S相似度高达94%;另一段序列长38,126 bp,与噬菌体ФAH14a相似度为87%。宿主含有970个SamⅠ甲基化位点,甲基化酶消化发现,不论是噬菌体DNA还是宿主DNA均没有发生甲基化修饰保护。宿主和噬菌体重测序分析:宿主菌在共培养过程中共有25个基因发生226次SNP,其中71次错义突变;7个错义突变的基因可以遗传,最多的可遗传突变发生在宿主特异性蛋白（W-6＿1406）处,共27个错义突变。噬菌体在共培养过程中3个基因发生19次SNP,均是非同义突变,其中gp28编码的尾纤维结构域蛋白发生14次错义突变,这些基因突变影响了噬菌体的吸附能力。W-6转录组测序分析:噬菌体入侵时,影响了宿主部分基因的表达。协同进化过程中,11个不同时期宿主8条基因表达及噬菌体病毒滴度变化表明,宿主特异性基因的表达明显下调,有效抑制噬菌体的吸附;但编码核酸酶的CRISPR基因表达量无明显差异。噬菌体侵染宿主的20个周期内,宿主W-6通过突变特异性受体蛋白使自身获得免疫;在噬菌体VW6S吸附宿主阶段,通过降低宿主特异性受体蛋白基因的表达,进一步减弱VW6S的吸附能力;VW6S通过突变尾丝蛋白以适应W-6宿主特异性受体蛋白的变化。本研究初步揭示了宿主W-6与噬菌体VW6S的攻防策略,对进一步研究基因水平转移及噬菌体-宿主相互作用机制具有重要意义。
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